Download to read offline
More Related Content
Similar to V. Metabolisme Karbohidrat.ppt
V. Metabolisme Karbohidrat.ppt
- 1. V. METABOLISME KARBOHIDRAT Katabolisme:reaksi pemecahan / penguraian senyawa kompleks yg mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana. Tujuannya: membebaskan energi yg terkandung di dlm senyawa tsb. Contoh katabolsime: Respirasi sel Respirasi adalah proses pengubahan karbohidrat menjadi energi (ATP) untuk digunakan pada reaksi-reaksi metobolisme termasuk Fotosintesis
- 2. • Persamaan respirasiselluler merupakan kebalikan dari fotosintesis: • C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + Energy (glukosa) • Reaksi respirasi: glukosa dioksidasi menjadi CO2 dan oksigen direduksi menjadi air. • Oksidasi sempurna 1 mol glukosa mengahsilkan 686 kcal yang digunakan untuk mensintesis ATP. • Reaksi Fotosintesis: 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2 + Energi
- 3. Respirasi :proses pembebasan energi yg tersimpan dlm zat sumber energi melalui proses kimia dgn menggunakan oksigen Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP utk kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan. Respirasi pd Glukosa, reaksi sederhananya: C6H1206 + 6 02 ————> 6 H2O + 6 CO2 + Energi (gluLosa)
- 4. Oksidasi-Reduksi dan AliranEnergi • Oksidasi : hilangnya elektron Reduksi : penambahan elektron. • Oksidasi :hilangnya atom hidrogen Reduksi : penambahan atom hidrogen • Reaksi Redox: reaksi fotosintesis & respirasi seluler • Melalui fotosintesis dan respirasi terjadi aliran energi dari matahari melalui semua mahluk hidup.
- 5. • Glukosa melepaskanenergi saat dioksidasi Sel menampung energi dari elektron yang dipindahkan dari bahan bakar organik (misalnya glukosa) ke oksigen Kehilangan atom hidrogen/oksidasi Glukosa Memperoleh atom hidrogen/reduksi Energi Respirasi Selluler
- 6. Respirasi Selluler Terjadi dalam3 seri reaksi (Reaksi pembongkaran glukosa menjadi H20 + CO2 + Energi=ATP): 1. Glikolisis terjadi di sitoplasma 2. Siklus Asam Sitrat (Siklus Krebs) Terjadi di Mitokondria 3. Rantai Transpor Elektron Menghasilkan: • karbon dioksida, air, ATP (energi kimia), panas Termasuk • reaksi anaerob (tanpa O2) – menghasilkan sedikit ATP • reaksi aerob (memerlukan O2) – menghasilkan sebagian besarATP
- 7. Respirasi Selluler • Repirasiselluler: proses untuk melepaskan energi dari karbohidrat dan molekul lain yg digunakan utk mensintesis molekul ATP. • Merupakan reaksi aerob yg memerlukan oksigen (O2) dan melepaskan CO2, dan pemecahan sempurna glukosa menjadi CO2 dan H2O.
- 8. • Oksidasi glukosaadalah reaksi exergonik (melepaskan energi) yg mendorong sintesis ATP, yg merupakan reaksi endergonik (membutuhkan energi ). • Pemecahan satu molekul glukosa menghasilkan maximum hingga 38 ATP, merupakan 40% energi potensial dlm molekul glukosa.
- 9. Tahapan pemecahan Glukosa: Oksidasiglukosa dgn melepaskan atom hidrogen (elekton), meliputi 4 tahap: 1. Glycolysis – pemecahan glukosa menjadi dua molekul pyruvat, terjadi di sitoplasma tanpa oksigen; menghasilkan 2 ATP 2. Reaksi transisi – pyruvat dioksidasi menjadi 2- carbon acetyl grup yg dibawa oleh CoA, dan CO2 dilepaskan; dua kali per molekul glukosa. 3. Siklus asam sitrat – satu seri reaksi oksidasi yg melepaskan CO2 dan meghasilkan ATP, NADH, dan FADH2; dua kali permol glukosa
- 10. 4. System transporelektron – satu seri carrier yg menerima elektron yg dilepas dari glukosa dan melewat kannya dari satu carrier ke carrier berikutnya hingga pada elektron receptor terakhir yaitu, O2 ; air dihasilkan; energi dihasilkan dan digunakan untuk mensintesis maksimum hingga 38 ATP • Jika oksigen tidak tersedia, terjadi fermentasi di dalam sitoplasma, tidak terjadi respirasi selluler.
- 11. Glikolisis • Glycolysis terjadidi dalam sitoplasma , pemecahan glukosa menjadi dua molekul piruvat. • Glikolisis dijumpai diseluruh organisme dan terjadi sebelum siklus asam sitrat dan sistem transpor elektron • Glikolisis tidak memerlukan oksigen. Glukosa Asam piruvat
- 14. Glikolisis • seri dari10 reaksi • memecahkan glukosa menjadi 2 asam piruvat • terjadi di sitoplasma • fase anaerob dari respirasi sellular • menghasilkan 2 molekul ATP per glukosa Diringkas menjadi 3 kejadian utama 1. Fosforilasi 2. Penguraian 3. Menghasilkan NADH dan ATP
- 15. • Glikolisis (Reaksi Detail) Tahap –glukosa diberi energi, menggunakan ATP. 1 3 1 Glucose TAHAP PERSIAPAN (energyi diinvestasikan) Taha p 2 3 4 Glukosa-6-fosfat Fruktosa-6-fosfat Glyseraldehid-3-fosfat (G3P) Tahap Senyawa antara (6 karbon) dipisahkan menjadi dua gula perantara dgn 3 karbon 4 Tahap reaksi redoks menghasilkan NADH. 5 5 TAHAP PENGHASIL ENERGI Asam 1,3-Difosfogliserik (2 molekul) 6 Tahap – ATP dan asam piruvat diproduksi 6 9 Asam 3-Fosphogliserik (2 molekul 7 Asam 2-Fosfogliserik (2 molekul) 8 9 (2 molekul per molekul glukosa) Asam Piruvat Fruktosa-1,6-difosfat
- 16. Tahap-Tahap Investasi Energi •Pada saat glikolisis mulai, dua ATP digunakan untukmengaktifkan glukosa, molekul berkarbon 6 menjadi dua molekul berkarbon 3 (C3), yaitu PGAL. • PGAL membawa fosfat dari ATP.
- 17. Glikolisis Kejadian 1 –Fosforilasi • dua fosfat ditambahkan ke glukosa • memerlukan ATP Kejadian 2 – Penguraian • 6-karbon glukosa diuraikan menjadi dua molekul berkarbon 3 4-14
- 18. Langkah –langkah MemanenEnergi • Oksidasi PGAL dengan memindahkan elektron diikuti ion hidrogen, keduanya diikat oleh coenzyme NAD+: • 2 NAD+ + 4H → 2 NADH + 2 H+ • Oksidasi PGAL dan substrat berikutnya menghasilkan grup fosfat berenrgi tinggi yang digunakan untuk mensintesis ATP pada fosforilasi tingkat substrat .
- 19. Glikolisis Langkah 3 –Produksi NADH dan ATP • atom hidrogen dilepas • atom hidrogen berikatan dengan NAD+ untuk menghasilkan NADH • NADH mengirimkan hidrogen ke rantai transpor elektron jika oksigen tersedia • ADP difosforilasi menjadi ATP • dua molekul asam piruvat dihasilkan 4-15
- 20. Ringkasan Glikolisis • Input: •Glukosa • 2 NAD+ • 2 ATP • 4 ADP + 2 P • Output: • 2 pyruvat • 2 NADH • 2 ADP • 2 ATP (hasil bersih)
- 21. Reaksi Anaerob Jika oksigentidak tersedia • rantai transpor elektron tidak dapat menerima NADH • asam piruvat diubah menjadi asamlaktat . • glykolisis terhambat • produki ATP berkurang 4-16
- 22. Reaksi Aerob If oxygentersedia • asam piruvat digunakan untuk menghasilkan acetyl CoA • siklus asam sitrat mulai • Rantai transpor elektron berfungsi • karbon dioksida dan air terbentuk • Max 38 molekul ATP dihasilkan per glukosa 4-17
- 23. Mitokondria • Mitokondria adalahorganel sel yang memiliki dua lapis membran, dengan ruang antar membran diantara kedua lapis membaran. • Cristae adalah lipatan membran bagian dalam yang menjulur ke matrix, bagian paling dalam yang mengandung cairan seperti gel • Reaksi transisi dan siklus asam sitrat berlangsung di matrix; system transpor elektron terdapat pada crista.
- 24.
- 25. Reaksi Transisi /Antara •Reaksi transisi menghubungkan glikolisis ke siklus asam sitrat. • Pyruvat dirubah menjadi acetyl group (C2 yang berikatan dengan coenzyme A (CoA), dan CO2 dilepaskan. • Selama reaksi oksidasi ini, NAD+ dirubah menjadi NADH + H+; Reaksi transisi ini terjadi dua kali per molekul glukosa.
- 26. • Tiap molekulasam piruvat dirombak membentuk CO2 dan molekul dari grup setil berkarbon dua, ini yang digunakan pada Siklus Krebs Asam piruvat dipersiapkan untuk Siklus Krebs Pyruvic acid (Asam Piruvat) CO2 Acetyl CoA (acetyl coenzyme A)
- 27. Siklus Asam Sitrat(Trikarboksilat= Kreb’s) • Siklus asam sitrat: jalur metabolisme yang terdapat di dalam matrik mitokondria. • Pada awal siklus asam sitrat, CoA membawa C2 acetyl group bergabung dengan molekul C4 , dan menghasilkan C6 (asam sitrat). • Setiap acetyl group yang diterima dari reaksi transisi dioksidasi menjadi 2 molekul CO2
- 28. • Siklus Krebs: serangkaian reaksidimana enzim memindahkan elektron dan H+ dari tiap grup asetil Siklus Kreb melengkapi oksidasi senyawa organik dan menghasilkan banyak molekul NADH danFADH2 Acetyl CoA KREBS CYCLE 2 CO2
- 29. Oxaloacetic acid Step Acetyl CoA stokes thefurnace 1 2 carbons enter cycle Citric acid Steps and NADH, ATP, and CO2 are generated during redox reactions. 2 3 CO2 leaves cycle Alpha-ketoglutaric acid CO2 leaves cycle Succinic acid KREBS CYCLE Steps and Redox reactions generate FADH2 and NADH. 4 5 Malic acid 1 2 3 4 5
- 30. • Selama siklus,oksidasi berlangsung bila NAD+ menerima elektron pada ketiga tempat dan FAD menerima satu kali elektron. • Fosforilasi tingkat substrat menghasilkan satu ATP setiap putaran (siklus); per glukosa terjadi dua kali putaran. • Selama siklus asam sitrat, ke enam carbon dalam glukosa menjadi CO2. • Reaksi transisi menghasilkan dua CO2, dan siklus asam sitrat mengasilkan empat CO2 per molekul glukosa.
- 31. Siklus Asam Sitrat •mulai dengan ketika acetyl CoA berikatan dengan asam oxaloacetat untuk menghasilkan asam sitrat asam sitrat berubah menjadi asam oksalo asetat melalui satu seri reaksi • Siklus berlangsung ber ulang-ulang sepanjang asam piruvat dan oksigen tersedia. • untuk setiap siklus ditransfer atom hidrogen ke NAD+ dan FAD • Dihasilkan dua CO2
- 33.
- 34. Input dan OutputSiklus asam Sitrat per Glukosa • Input: • 2 acetyl groups • 6 NAD+ • 2 FAD • 2 ADP + 2 P • Output: • 4 CO2 • 6 NADH • 2 FADH2 • 2 ATP
- 35. Sistem Transpor Elektron •Sistem transpor elektron terdapat pada krista mitokondria, merupakan satu seri carrier yang melewatkan elektron dari satu ke yang lain. • Elektron di bawa oleh NADH dan FADH2 ke sistem transpor elektron. • Pada saat elektron di lewatkan dari satu carrier ke carrier berikutnya, energi dilepas dan digunakan untuk membentuk ATP dengan fosforilasi oksidatif
- 36.
- 37. • Oxygen menerimaenergi elektron yang dihabiskan pada akhir sistem transpor elektron. • Kemudia, oxygen bergabung dengan hidrogen, dan membentuk air: • ½ O2 + 2 e- + 2 H+ → H2O • Pada saat NADH membawa elektron ke carrier pertama, cukup energi dilepaskan pada saat elektron diterima O2 untuk menghasilkan 3 ATP; dua ATP dihasilkan pada saat FADH2 menyampaikan elektron ke carrier.
- 38. ■ NADH memindahkanelektron ke suatu rangkaian molekul yang terdapat di membran dalam mitokondria. ■ Perpindahan elektron mengakibatkan perpindahan ion H+ ■ Energi yang terbentuk pada saat masuknya kembali ion H+ ke dalam mitokondria melalui ATP sintase, digunakan untuk menggabungkan fosfat dengan ADP untuk membentuk ATP. Rangkaian Transpor Elektron
- 39. GLYCOLYSIS ELECTRON TRANSPORT CHAIN O2 H2O 32 ATP KREBS CYCLE SINTESIS ATP mitokondria inner compartment outercompartment inner membrane Kompartemen bagian luar inner membrane NADH RANGKAIAN TRANSPOR ELEKTRON ATP synthesis ADP + P ATP NAD+ 2 H+ + 1/2 O2 H2O Kompartemen bagian dalam H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+
- 40. PROTEIN LEMAK KARBOHIDRAT food amino acidssugars glycerol fatty acids GLIKOLISIS glukosa Asam piruvat acetyl CoA DAUR KREB NH3 (ammonia) RANGKAIAN TRANSPOR ELEKTRON Molekul lain yang digunakan pada respirasi
- 41. • Ketiga prosesrespirasi dpt diringkas sbb: PROSES AKSEPTOR ATP 1. Glikolisis: Glukosa ——> 2 asam piruvat 2 NADH 2 ATP 2. Siklus Krebs: 2 asetil piruvat ——> 2 asetil KoA + 2 C02 2 NADH 2 ATP 2 asetil KoA ——> 4 CO2 6 NADH 2 FADH2 3. Rantai trsnspor elektron respirator: 10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20 30 ATP 2 FADH2 + O2 ——> 2 FAD + 2 H20 4 ATP Total 38 ATP Kesimpulan : Pembongkaran 1 mol glukosa (C6H1206) + O2 ——> 6 H20 + 6 CO2 menghasilkan energi sebanyak 38 ATP